DE3906650C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differentialgetriebe mit einem antreibbaren Differentialkorb und koaxial zu diesem gela­ gerten Antriebswellenrädern, die über im Differentialkorb drehbar gelagerte achsparallele Ausgleichsräder gekoppelt sind, die in Reibtaschen des Differentialkorbes gehalten sind, wobei die Ausgleichsräder in gradzahliger Anzahl umfangsverteilt abwechselnd axial gegeneinander versetzt im Differentialkorb angeordnet und jeweils abwechselnd mit je einem der Antriebswellenräder und untereinander mit jeweils benachbarten Ausgleichsrädern im Eingriff sind.

Aus der DE-AS 22 06 107, entsprechend der US 37 06 239, sowie aus der GB 10 99 717 ist jeweils ein Differential der eingangs genannten Art bekannt, bei dem eine selbst­ hemmende Wirkung durch die Reibung der Zahnköpfe der Aus­ gleichsräder in Gehäusetaschen erzeugt wird. Die als Pla­ netenräder angeordneten Ausgleichsräder sind untereinander paarweise im Eingriff; die gesamte Verzahnungsanordnung ist symmetrisch.

Ein Differentialgetriebe der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der WO 87/00 900 bekannt, bei dem Aus­ gleichsräder vorgesehen sind, die jeweils zur Hälfte mit je einem der Antriebswellenräder im Eingriff und achspa­ rallel zu diesen angeordnet sind, und die untereinander durch zwei Schneckenräder gekoppelt sind, die im Zwischen­ raum zwischen den Stirnflächen der Antriebswellenräder an­ geordnet sind und deren Achsen senkrecht mit Abstand zu den Achsen der Ausgleichsräder und damit der Antriebswellenrä­ der stehen. Die Verzahnung der Schneckenräder bedingt eine entsprechende Verzahnung der Ausgleichsräder, die sich bis in den Bereich des Eingriffs mit den Antriebswellenrädern fortsetzt, so daß diese den gleichen Verzahnungstyp haben. Die am Eingriff zwischen Antriebswellenrädern und Aus­ gleichsrädern sowie zwischen Ausgleichsrädern und Schnek­ kenrädern auftretende Reibung erzeugt eine teilsperrende Wirkung des Differentialgetriebes. Aufgrund ungleicher Größe der Antriebswellenräder ist eine ungleiche Dreh­ momentverteilung sichergestellt.

Das vorstehend beschriebene Ausgleichsgetriebe hat jedoch verschiedene Nachteile. Aufgrund der Verzahnungsform sind die eingesetzten Zahnräder in der Herstellung relativ teuer. Die Lage der Schneckenräder zwischen den Stirnflä­ chen der Antriebswellenräder vergrößert die Baulänge des Getriebes in unerwünschter Weise. Die Art der Konstruktion läßt nur den Einsatz von vier Ausgleichsrädern in Kom­ bination mit zwei Schneckenrädern zu, von denen nur je­ weils zwei mit einem der Antriebswellenräder im Eingriff, und damit anteilig drehmomentbelastet sind. Der Durch­ messer der Ausgleichsräder muß daher verhältnismäßig groß sein, so daß sich auch ein nachteiliger Einfluß auf den Durchmesser des Getriebes ergibt.

Aus der AT PS 2 614 und aus der US 37 92 628 sind Differen­ tialgetriebe bekannt, bei denen eines der beiden Achs­ wellenräder als Sonnenrad und des anderen der beiden Achs­ wellenräder als Hohlrad dargestellt ist. Die Ausgleichs­ räder sind jeweils sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad im Eingriff. Die Verwendung von Hohlrädern ist aus Kostengründen nachteilig.

Bei dem Getriebe nach der AT PS 2 614 ist eine gleiche Drehmomentverteilung durch die Ausbildung gestufter Ausgleichsräder vorgesehen, die in der Herstellung kom­ pliziert sind. Mittel zur Erzielung einer Sperrwirkung sind nicht vorgesehen.

Bei dem Getriebe nach der US 37 92 628 ist eine ungleiche Drehmomentverteilung durch die Ausbildung untereinander gleich gestalteter Ausgleichsräder verwirklicht. Die Un­ gleichheit der Drehmomentverteilung ist dabei sehr groß. Durch den entgegengesetzt gerichteten Angriff der Achs­ wellenräder an jedem der Ausgleichsräder ist die Sperr­ wirkung an diesen infolge Reibungskräften gegenüber dem Differentialträger begrenzt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Differentialgetriebe der eingangs genannten Art bereitzustellen, das bei einfachem Aufbau eine ungleiche Drehmomentverteilung und eine gute Sperr­ wirkung aufweist. Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Antriebswellenräder unterschiedlichen Verzahnungs­ durchmesser aufweisen und daß die jeweils den Antriebs­ wellenrädern zugeordneten Gruppen von Ausgleichsrädern auf Teilkreisen unterschiedlichen Durchmessers liegen.

Die gattungsgemäße Aufnahme der Ausgleichsräder in Reib­ taschen stellt nicht nur die angestrebte selbsthemmende Wirkung dar, sondern verringert den axialen Raumbedarf, da keine besonderen Lagerzapfen an den Ausgleichsrädern vor­ gesehen sein müssen.

Sofern nur eine beschränkte selbsthemmende Wirkung erfor­ derlich ist, sind die Verzahnungen aus Kostengründen als Geradverzahnungen, das heißt als parallele Stirnverzahnun­ gen auszuführen. Soll die selbsthemmende Wirkung über den in den Reibtaschen erzeugten Anteil hinaus erhöht werden, ist ein Übergang zu Schrägverzahnungen möglich.

Für die Ausgestaltung der Form und des Eingriffs der An­ triebswellenräder und der Ausgleichsräder sind zwei prinzipiell unterschiedliche Konfigurationen möglich, die sich in unterschiedlichen Abwandlungen darstellen lassen.

Nach einer ersten Variante sind die Ausgleichsräder in gradzahliger Anzahl umfangsverteilt im Differentialkorb angeordnet und jeweils abwechselnd mit je einem der An­ triebsräder und untereinander paarweise mit je einem be­ nachbarten Ausgleichsrad im Eingriff.

Diese Bauform läßt einen geringstmöglichen Abstand der Antriebswellenräder voneinander zu, deren Stirnflächen nahezu aneinander liegen können.

Nach einer zweiten Variante, die im wesentlichen auf den gleichen Prinzipien beruht, sind die Ausgleichsräder in gradzahliger Anzahl umfangsverteilt im Differentialkorb angeordnet und jeweils abwechselnd mit je einem der An­ triebswellenräder und mit jeweils den beiden benachbarten Ausgleichsrädern im Eingriff. Gegenüber der vorherge­ nannten Ausführung läßt sich hierbei aufgrund der entge­ gengesetzten Zahnkräfte von den jeweils benachbarten Aus­ gleichsrädern die selbstsperrende Wirkung verringern.

Insbesondere die erste der genannten Ausführungen mit Einschränkungen jedoch auch die zweite, hat den Vorteil, daß sich bestimmte Drehmomentverteilungsverhältnisse durch die relativ freie Wahl der Zahnradgrößen beliebig ein­ stellen lassen.

Der Differentialkorb bzw. Planetenträger wird bei diesen Ausführungen in bevorzugter Weise eine Teilungsebene etwa zwischen den Antriebswellenrädern aufweisen.

Ein Füllkörper kann hierbei in den Differentialkorb einge­ setzt sein, der durch Ausnehmungen Teile der Reibtaschen bilden oder diese ergänzen kann und sich jeweils dazwi­ schen speichenartig nach außen in unmittelbarem Kontakt mit dem Differentialkorb befindet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nach­ stehend jeweils in einem den Zahneingriff verdeutlichenden Querschnitt und in einem Längsschnitt durch den Differen­ tialkorb wiedergegeben.

Fig. 1 zeigt ein Differentialgetriebe, bei dem die Aus­ gleichsräder jeweils paarweise im Eingriff sind.

Fig. 2 zeigt ein Differentialgetriebe, bei dem die Aus­ gleichsräder sämtlich mit den beiden jeweils benachbarten im Eingriff sind.

In Fig. 1a ist ein kleineres Antriebswellenrad 1, ein größeres Antriebswellenrad 2 vier über dem Umfang verteil­ te Ausgleichsräder 3, die mit ersteren im Eingriff und vier über dem Umfang verteilte Ausgleichsräder 4, die mit letzteren im Eingriff sind. Die Ausgleichsräder sind paar­ weise miteinander im Eingriff.

In Fig. 1b ist erkennbar, daß der Differentialkorb 7 aus zwei Gehäusehälften 8,9 mittels Schrauben 10 zusammenge­ spannt ist, wobei die Gehäusehälfte 8 das kleinere An­ triebswellenrad 1 und die Gehäusehälfte 9 das größere Antriebswellenrad 2 aufnimmt. Zwischen den Stirnflächen beider ist ein Füllkörper 11 in das Gehäuse eingesetzt. Die Ausgleichsräder überdecken sich axial im Bereich des Füllkorbes 11 in der Gehäusehälfte 9.

In der Fig. 2a ist im Querschnitt wiederum ein kleineres Antriebswellenrad 1 und ein größeres Antriebswellenrad 2 erkennbar, wobei mit dem ersteren vier umfangsverteilte Ausgleichsräder 3 und mit dem letzteren vier umfangsver­ teilte Ausgleichsräder 4 erkennen. Abweichend von Fig. 1a sind hierbei jeweils die Ausgleichsräder mit den beiden benachbarten, die mit dem anderen der Antriebswellenräder kämmen, im Eingriff.

In Fig. 2b ist ebenfalls der Differentialkorb 7 aus zwei Gehäusehälften 8, 9 zusammengesetzt, von denen die erstere das kleinere Antriebswellenrad 1 und die letztere das größere Antriebswellenrad 2 aufnimmt. Wie in Figur 1b liegen die mit dem zweiten Antriebswellenrad 2 im Ein­ griff befindlichen Ausgleichsräder 4 vollständig innerhalb der Gehäusehälfte 9 und die axiale Überdeckung mit den Ausgleichsrädern 3, die mit dem kleineren Antriebswel­ lenrad 1 im Eingriff sind, findet ausschließlich in dieser zweiten Gehäusehälfte 9 statt.

Claims (4)

1. Differentialgetriebe mit einem antreibbaren Differen­ tialkorb (7) und koaxial zu diesem gelagerten An­ triebswellenrädern (1, 2), die über im Differential­ korb (7) drehbar gelagerte achsparallele Ausgleichsrä­ der (3, 4) gekoppelt sind, die in Reibtaschen (5, 6) des Differentialkorbes (7) gehalten sind, wobei die Ausgleichsräder (3, 4) in gradzahliger Anzahl umfangs­ verteilt abwechselnd axial gegeneinander versetzt im Differentialkorb (7) angeordnet und jeweils abwechselnd mit je einem der Antriebswellenräder (1, 2) und untereinander mit jeweils benachbarten Aus­ gleichsrädern (4, 3) im Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellenräder (1, 2) unterschiedlichen Verzahnungsdurchmesser aufweisen und daß die jeweils den Antriebswellenrädern zugeordneten Gruppen von Ausgleichsrädern (3, 4) auf Teilkreisen unterschied­ lichen Durchmessers liegen.

2. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Ausgleichsräder (3, 4) jeweils paarweise miteinander im Eingriff sind und untereinander gleichen Durchmesser aufweisen (Fig. 1)

3. Differentialgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsräder (3, 4) untereinander mit je­ weils den beiden benachbarten (4, 3) im Eingriff sind und die Gruppen der jeweils mit den beiden Antriebs­ wellenrädern (1, 2) in Eingriff befindlichen Aus­ gleichsrädern (3, 4) unterschiedlichen Verzahnungs­ durchmesser haben (Fig. 2).

4. Differentialgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die größeren Ausgleichsräder (4) auf dem größeren Teilkreis liegen und mit dem größeren Antriebswellen­ rad (2) kämmen.